血吸虫、疾病负担、农业和经济

新型冠状病毒肺炎在全球暴发后,人们深刻的认识到社会和经济在这种不可抗力下的脆弱。近日,Infectious Diseases of Poverty 在线发表了 “血吸虫病的经济影响”一文。在这个研究中,英国埃克塞特大学Dr. Rinaldo团队通过评估血吸虫病对农业生产的影响研究了血吸虫病的经济影响。

血吸虫

血吸虫病是一种借由疫水传播的寄生虫病,有超过2.5亿人的健康受其影响,其中约85%以上的感染者生活在撒哈拉以南非洲地区。曼氏血吸虫和埃及血吸虫是非洲地区的主要流行虫种。血吸虫病具有复杂的生命周期,涉及两个繁殖阶段,第一个阶段是在中间宿主(特定淡水螺类)中无性繁殖,随后在人类宿主中有性繁殖。人类患者若未接受即时治疗,可能会发展成晚期血吸虫病,最终增加肾衰竭、膀胱癌、肝脏纤维化和艾滋病等疾病的患病风险。血吸虫病与贫血、发育不良和认知缺陷等症状相关,其中学龄儿童的的疾病负担较为严重,并最终导致学习成绩下降和辍学率增加。

研究思路

在中低收入国家,尤其是撒哈拉以南非洲地区,农业是有效的脱贫手段,有助于家庭收入的多样化和可持续性,并且可以通过技术优化提高产能和效益。然而,大规模灌溉系统的建设不仅促进了农业发展,也加速了血吸虫病的传播。布基纳法索是一个农业自足型国家,80%的人口从事农业相关劳动,改善血吸虫病带来的负担对当地尤为重要。血吸虫病并非直接影响农民和相关资源的数量,而是削弱其效能,通过降低农民的劳动效率,产生螺旋递进的影响。值得关注的是,血吸虫病带来的负担与水资源开发等减贫措施有一定的博弈关系。农业相关水利基础设施(包括灌溉渠和水库)的发展,扩大了中间宿主螺类的适生区,改变了血吸虫病的动态分布。这些环境层面的影响将长期存在,并导致巨大的疾病负担、社会负担和财政负担。

血吸虫病的动态分布与水资源开发的规划紧密相连。然而,这一并发效应和动态联系还没有充分的讨论。我们团队最新的研究成果针对这一空白领域,评估了血吸虫病与农业间动态联系带来的负担。

  • 农作物产量:在布基纳法索消除血吸虫病将提高约7%的农作物均产量,在高危地区将提升约32%。
  • 疾病负担:当地的贫困家庭承受着更高的疾病负担(高强度集群为32%),靠近大坝的村落因血吸虫病造成的农业产量损失可能高达20%。
  • 地理范围:血吸虫病导致农业产量的损失具体表现在以大坝为圆心20-30公里为半径的范围内,距离大坝较远的村庄相关疾病负担的变化较小。

从宏观上看,这种地缘差距将衍生严重的后果。当地大型水利基础设施大多为城市电气化的基础设施而规划,生活在大坝附近的居民承受了巨大的疾病和经济负担,而获取的收益与代价并不成正比。不过,并不是所有水资源开发区都会带来相同程度的影响。部分撒哈拉以南的贫困地区在进行了小规模水利工程建设后,达到了减贫的效果,并且没有扩大血吸虫病的经济负担,这样的项目还是值得支持的。

上图:研究机制示意图:(1)血吸虫病对农业的影响;(2)估算血吸虫中间宿主螺的空间密度;(3)估算疾病负担与贫困间的反馈效应;(4)水资源的改善情况

研究方法

我们的研究回顾性的分析了目前血吸虫病的分布情况,并利用贝叶斯地理统计模型绘制高分辨率的血吸虫病流行地图。贝叶斯地理统计模型目前已被广泛应用于公共卫生和环境领域,但并没有结合家庭和农业生产方面的数据。由于血吸虫病的传播动力学模型十分复杂,且包含了大量社会、经济和环境因素,我们应用了一个新的混合算法。本研究以血吸虫中间宿主螺类的空间密度为基础建立因果关系,并使用机器学习和空间分析技术进行优化。

研究意义

我们的研究证明了流行病学与经济学之间的学科交叉可以很好的评估地方病带来的疾病和经济负担。这一研究方法的局限性在于数据采集,特别是家庭层面的地方病数据,限制了这一方法大规模的推广和适配。不过,随着科技的进步,研究人员不断的获取过去未曾设想的数据类型。相信在数据的支持下,我们的研究方法可以应用于其他血吸虫病流行的地区和国家,甚至可以推广到其他疾病。

作者简介

Daniele Rinaldo (d.rinaldo@exeter.ac.uk) 是英国埃克塞特大学土地、环境和经济政策研究所经济系助理教授。他擅长环境和数理经济发展方面的研究,近期主要研究领域是地方病对经济的影响,主要关注撒哈拉以南非洲地区。

Reference

  • Rinaldo, D., Perez-Saez, J., Vounatsou, P., Utzinger, J., & Arcand, J. L. (2021). The economic impact of schistosomiasis. Infectious diseases of poverty, 10(1), 1-12.
  • 本博客的中文版,由本人翻译,已发布于BMC科研永不止步公众号,英文版发布于IDP的Blog专栏

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